Cześć! AR i VR to modne rzeczy, teraz tylko leniwi (lub ci, którzy tego po prostu nie potrzebują) nie tworzyli aplikacji z ich wykorzystaniem. Od Oculusa po MSQRD, od prostych zabawek, które zachwycają dzieci wyglądem dinozaura w pokoju, po aplikacje typu „Ułóż meble w swoim dwupokojowym mieszkaniu” z IKEA i tak dalej. Możliwości zastosowania jest tutaj wiele.
Jest też dziedzina mniej popularna w porównaniu z nimi, ale w rzeczywistości pożyteczna - nauczenie człowieka nowych umiejętności i uproszczenie jego codziennej pracy. Tutaj jako przykład możemy przytoczyć symulatory dla lekarzy, pilotów, a nawet organów ścigania. W SIBUR wykorzystujemy te technologie w ramach cyfryzacji produkcji. Głównym konsumentem jest pracownik bezpośrednio produkcyjny w rękawiczkach i kasku, który znajduje się na terenie przedsiębiorstwa, w obiektach wysokiego ryzyka.
Nazywam się Alexander Leus, jestem Product Ownerem Przemysłu 4.0 i opowiem o tym, jakie funkcje się tutaj pojawiają.
Przemysł 4.0
Ogólnie rzecz biorąc, w sąsiedniej Europie wszystko, co jest związane z cyfrowością w przedsiębiorstwie w ogólnym tego słowa znaczeniu, jest uważane za przemysł 4.0. Nasza wersja 4.0 to produkty cyfrowe, które są w jakiś sposób powiązane ze sprzętem. Przede wszystkim jest to oczywiście przemysłowy Internet rzeczy, IIoT, plus kierunek związany z analityką wideo (w zakładzie jest ogromna liczba kamer, a obrazy z nich trzeba analizować), a także kierunek zwany XR (AR + VR).
Głównym celem IIoT jest podniesienie poziomu automatyzacji produkcji, ograniczenie wpływu czynnika ludzkiego na proces zarządzania niekrytycznymi procesami technologicznymi oraz obniżenie kosztów eksploatacji zakładów.
Analityka wideo w SIBUR składa się z dwóch głównych części - nadzoru technologicznego i analizy sytuacyjnej. Obserwacja technologiczna pozwala kontrolować same parametry produkcji (o czym pisaliśmy tutaj lub kontrola jakości brykietu gumowego na podstawie obrazu jego okruszków). A sytuacyjny, jak sama nazwa wskazuje, monitoruje zajście określonych zdarzeń: jeden z pracowników znalazł się w miejscu, w którym nie powinno go być (lub w którym w ogóle nie powinno go być), nagle zaczęły wydobywać się strumienie pary rura i tym podobne.
Ale po co nam XR?
Termin ukuł pod koniec ubiegłego roku konsorcjum Khronos Group, które tworzy standardy pracy z grafiką. Sama litera „X” nie jest tutaj rozszyfrowana, chodzi o to:
XR obejmuje wszystko, co w jakiś sposób łączy się z interaktywną grafiką komputerową, trendami CGI, AR + VR, a także stosem technologii towarzyszącym temu całemu dobroci. W naszej pracy XR pozwala nam rozwiązać szereg ważnych problemów.
Najpierw dajemy człowiekowi nowe narzędzie, które ułatwi mu życie (przynajmniej w godzinach pracy). Oferujemy całą platformę opartą na technologiach wideo i AR, która pozwala bezpośrednio połączyć pracownika produkcyjnego (operatora) w zakładzie oraz zdalnego eksperta - pierwszy z nich spaceruje po przedsiębiorstwie w okularach AR, transmitując wszystko, co dzieje się za pomocą wideo ( niewiele różni się od turystycznego spaceru z GoPro, poza otoczeniem), drugi widzi na swoim monitorze, co dzieje się w imieniu operatora i może wyświetlić niezbędne wskazówki na ekranie pierwszego. Na przykład w jakiej kolejności demontować urządzenie, jakie parametry ustawić itp.
Po drugie, podnosimy kwalifikacje naszych pracowników. Ogólnie rzecz biorąc, jest to opowieść o ciągłym aktualizowaniu wiedzy. Na przykład przychodzi do nas nowy pracownik i na początku pracy jego kwalifikacje mają pewne znaczenie, jeśli jest z technikum, pamięta prawie wszystko, czego się nauczył. Przynajmniej tak powinno być. Po kilku latach pracy może albo podnieść swoje kwalifikacje, albo trochę stracić umiejętności, wszystko zależy w dużej mierze od tego, czym dokładnie się zajmował, bo nawet dużą ilość przydatnej wiedzy można zepchnąć w odległy kąt przez codzienną rutynę.
Na przykład podczas jego zmiany następuje jakieś niezaplanowane wydarzenie, zatrzymanie awaryjne. I tutaj ważne jest, jaką wiedzę posiada pracownik w tym momencie, czy będzie w stanie w tej chwili wykonać wszystkie niezbędne zadania w sytuacji awaryjnej, czy nie. Co innego, jeśli pracujesz z planowymi naprawami średnio raz na 3 lata, to możesz odświeżyć swoją wiedzę samodzielnie (lub z naszą pomocą) na kilka miesięcy przed planowanymi pracami, ale inna jest taka niespodzianka produkcyjna. Ale nie dopiłeś jeszcze herbaty i Twoje kwalifikacje są na niższym poziomie niż obecnie wymagane.
W takich przypadkach z pomocą przychodzi nasza platforma AR – oddajemy ją pracownikowi, a okazuje się, że w połączeniu ze zdalnym specjalistą może on szybko i na bieżąco podejmować niezbędne decyzje.
Kolejnym obszarem zastosowania XR są sprzęty treningowe i symulatory, które pozwalają przećwiczyć prawidłowe reakcje na możliwe sytuacje w pracy. Teraz mamy symulator sterowania do pracy ze sprężarkami, a wkrótce uruchomimy kolejny do pracy z niebezpiecznymi odczynnikami.
Oprócz symulatorów tworzymy również szczegółowe wirtualne wskazówki. Na przykład do zadań naszego personelu operacyjnego należy przełączanie paneli elektrycznych, gdy konieczne jest dostarczenie energii elektrycznej do różnych obszarów. Klasycznym podejściem do tworzenia takich instrukcji są instrukcje fotograficzne lub aplikacje z interaktywnymi panoramami fotograficznymi 360 stopni. Za pomocą okularów, przenośnych kamer wideo i opracowanych przez nas materiałów będziemy mogli stworzyć szczegółową bazę wiedzy na temat technologii konserwacji i napraw.
Nawiasem mówiąc, taka baza sama w sobie jest już pełnoprawnym produktem cyfrowym o szerokim zasięgu, w oparciu o który można budować nowe symulatory, a dodatkowo tę wiedzę można transportować przez platformę, pomagając ludziom w terenie podejmować decyzje operacyjne. Chłopaki już budują jezioro danych, o którym możecie przeczytać .
Platforma AR służy tutaj jako interfejs do wizualizacji porad – np. bardziej doświadczony kolega (lub AI) może Ci powiedzieć, że należy podnieść temperaturę w danym obszarze. Oznacza to, że wystarczy podejść do kompresora - a w okularach pojawi się porada.
W uproszczeniu platforma AR składa się z zasobu medialnego wraz z bazą danych oraz serwerem multimediów, z którym mogą się łączyć specjaliści noszący okulary AR, wykonując określone czynności w fabryce. A specjaliści mogą już łączyć się z nimi ze swoich komputerów, mogą to być zarówno nasi wewnętrzni eksperci, jak i zewnętrzni – sprzedawcy i dostawcy sprzętu. Proces wygląda mniej więcej tak: pracownik w zakładzie wykonuje określoną operację i do podjęcia decyzji potrzebuje informacji, albo przeprowadzany jest nadzór lub prace uruchomieniowe. Obraz z okularów pracownika jest transmitowany do specjalistów na monitorach, mogą oni przesyłać mu „wskazówki” ze swoich komputerów, zarówno w formie tekstowej, po prostu wysyłając poradę do interfejsu okularów, jak i w formie graficznej – pracownik wysyła zdjęcie ze swoich okularów specjaliści szybko dodają infografiki na ekranie i przesyłają informacje dla przejrzystości i przyspieszenia komunikacji.
A żeby było jeszcze łatwiej, można stworzyć automatyczny dostęp do bazy danych, dzięki czemu pracownik może od razu otrzymać o niej informację i niezbędne działania, patrząc na oznaczenie na korpusie urządzenia.
Wdrażanie i bariery
Wymyślenie tego wszystkiego i nawet wdrożenie go na sprzęcie w normalnych warunkach to jedno. A tak na serio, co jest takie skomplikowane, rozłożyłem środowisko, podłączyłem okulary AR do laptopa, wszystko działa i wszystko jest spoko.
A potem przychodzisz do fabryki.
Swoją drogą, wiele podobnych historii o „Mamy świetne produkty przemysłowe” szybko kończy się, gdy produkt trafia do warunków faktycznie przemysłowych. Mamy tutaj wiele ograniczeń. Bezprzewodowa sieć danych nie jest bezpieczna = nie ma sieci bezprzewodowej. Istnieje połączenie przewodowe, za pośrednictwem którego odbywa się komunikacja z Internetem.
Ale (już zrozumiałeś, prawda?) Internet jest również niebezpieczny = do ochrony używany jest serwer proxy, a większość portów jest zamknięta.
Dlatego nie wystarczy wymyślić fajnego rozwiązania dla branży, które pomoże użytkownikom, trzeba od razu pomyśleć, jak to wszystko wcisnąć do branży w ramach istniejących ograniczeń. Jednak obecnie sytuacja jest taka, że takie podejście nie zostało jeszcze wdrożone w branży.
Nie możemy po prostu zbudować serwera ze wszystkim, co niezbędne do działania platformy, zostawić go w fabryce i wyjść z podniesioną głową – nikt nie będzie się z tym serwerem łączyć. Nie ma też sensu stawiać obok siebie dedykowanego laptopa, to psuje cały pomysł – robimy to wszystko po to, aby móc połączyć się ze sobą zarówno pracownik serwisu w Niżniewartowsku, jak i osoba z fabryki w Pycie -Yakh (a mamy tam fabrykę, tak) i Niemiec od strony sprzedawcy. I tak, aby normalnie mogli wspólnie omówić naprawę pompy lub sprężarki, każdy w swoim miejscu pracy (lub samodzielnie, gdy pracownik jest na miejscu). I nikt nie będzie musiał nigdzie latać, koordynować podróży służbowych, uzyskiwać wizy, tracić czasu i pieniędzy.
Połączyłem się - wszystko zobaczyłem - zdecydowałem o wszystkim, albo zaproponowałem rozwiązanie i poleciałem/poleciałem na pomoc.
Kolejną specyfiką, która wyznacza dodatkowe ograniczenia, jest nasza praca z gazem. Zawsze jest to kwestia ochrony przeciwwybuchowej i wymagań konkretnych pomieszczeń. Tworząc urządzenie, należy zawsze zadać sobie pytanie: kto będzie z niego korzystał i w jakich warunkach? Część z nas pracuje w warsztacie naprawczym, gdzie przeprowadzają konserwacje i naprawy, część bezpośrednio na produkcji, część w serwerowniach, część na podstacjach.
Idealnie byłoby stworzyć własne urządzenie do każdego zadania i każdego przypadku użycia.
Problemów z dostępnością okularów AR w sferze XR nie ma. Istnieją problemy z ich zastosowaniem w przemyśle. Weźmy te same Google Glass, gdy je testowaliśmy w 2014 roku, okazało się, że na jednym ładowaniu działają 20 minut, a podczas pracy całkiem nieźle nagrzewają twarz. Dobrze jest oczywiście, gdy na budowie w Tobolsku jest -40, a na twarzy jest coś ciepłego. Ale to wciąż nie to samo.
Bliżej była jedna japońska firma, która miała już próbki przemysłowe do wdrożenia w obiektach energetycznych w 2014 roku. W zasadzie sama idea wprowadzenia na rynek sprzętu AR istnieje już od dłuższego czasu i w zasadzie niewiele się zmieniła. Na przykład hełmy dla pilotów – teraz wszystko jest prawie takie samo, tyle że systemy stały się mniejsze, moc trwa dłużej, a rozdzielczość mikrowyświetlaczy i kamer wideo znacznie się poprawiła.
Tutaj należy również wziąć pod uwagę, że takie urządzenia są wykonane jednoocznie i lornetką. I to ma sens. Jeśli w swojej pracy musisz przeczytać jakieś informacje, przejrzeć dokumenty i tym podobne, potrzebujesz lornetki, która utworzy obraz dla obu oczu jednocześnie. Jeśli potrzebujesz jedynie przesłać strumień wideo i zdjęcia, jednocześnie otrzymując informacje w formie krótkich wskazówek i parametrów, wystarczą możliwości urządzenia monokularowego.
Lunety mają nawet próbkę z zabezpieczeniem przeciwwybuchowym RealWear HMT-1z1, wyprodukowaną w niemieckiej fabryce firmy iSafe, ale jest to generalnie jedyna próbka produktów seryjnych. Dobry monokular z zabezpieczeniem przeciwwybuchowym i małym monokularowym ekranem. Czasem jednak potrzebna jest także lornetka. Na przykład inżynier energetyk zajmujący się przełączaniem operacyjnym potrzebuje większego ekranu, aby zobaczyć cały obwód przełączający. Ważne są tutaj również standardowe cechy kamery wideo pod względem jakości nagrywania i jej wygody - aby nic nie blokowało kąta widzenia, aby działał normalny autofokus (skręcanie czegoś małego w rękawiczkach lub sprawdzanie drobnych odprysków na częściach to problem znaczący minus, przykuwający uwagę, to taka przyjemność dla siebie).
Ale dla pracowników warsztatów wszystko jest trochę prostsze, istnieją inne wymagania bezpieczeństwa przeciwwybuchowego, co pozwala wybierać urządzenia z szerszej gamy modeli. Najważniejsze jest tutaj po prostu jakość - żeby urządzenie działało, nie zwalniało, było dobrze wykonane, w stylu industrialnym, żeby nie pękało pod wpływem naprężeń mechanicznych itp. Ogólnie rzecz biorąc, jest to normalny, seryjny element sprzętu, a nie prototyp.
Infrastruktura
I jeszcze jedno, bez zastanowienia, przez które nie da się przepchnąć rozwiązania do świata przemysłowego – infrastruktura. Istnieje coś takiego jak infrastruktura gotowa na technologię cyfrową. Z jednej strony jest to ten sam szum marketingowy, co mysz komputerowa zgodna z systemem Windows 7. Z drugiej strony jest tu dość istotne znaczenie. Nie będziesz korzystać z telefonu komórkowego, gdy w zasięgu nie ma stacji bazowej, prawda? No cóż, można z niego korzystać, czytać książkę, oglądać zdjęcia itp., ale nie można już dzwonić.
Wszystkie produkty cyfrowe opierają się na infrastrukturze. Bez tego nie ma działającego produktu cyfrowego. A jeśli bardzo często cyfryzacja jest rozumiana jako po prostu przeniesienie wszystkiego z papieru na cyfrę, np. w firmie ktoś miał przepustkę papierową - zrobił to cyfrowo i tak dalej, to u nas cała sprawa opiera się na zadaniach, na co dokładnie trzeba zrobić.
Powiedzmy, że istnieje proste życzenie – infrastruktura zapewniająca komunikację. A powierzchnia zakładu to około 600 boisk piłkarskich. Czy warto budować tutaj infrastrukturę? Jeśli tak, to w jakich obszarach, kwadratach? Strony są różne i dla każdej z nich należy napisać specyfikacje techniczne. No i co najważniejsze, czy ludzie, którzy tu pracują, w ogóle potrzebują tej infrastruktury?
Produkcja produktów cyfrowych jest zawsze procesem etapowym, a rzecz w tym, że nie zrozumiesz, jak i co zrobić z infrastrukturą, dopóki nie wprowadzisz samego produktu. Przywieźliście produkt, ale nie ma infrastruktury. Rozłożyłem sieci bezprzewodowe od dostępnych operatorów o kulach, zdałem sobie sprawę, że to działa, ale chcę stabilności - i wycofuję się, jak w starym, dobrym, sowieckim podejściu systemowym do projektowania. I zaczynasz budować infrastrukturę, której tu nie było i dokładnie w takiej formie, jakiej potrzebują użytkownicy.
Gdzieś wystarczy zainstalować kilka punktów dostępowych, gdzieś jest instalacja z wiązką schodów i przejść na wysokość 20-piętrowego budynku, a nawet tutaj będziesz wisiał na punktach i nadajnikach, ale nie dostaniesz taką samą jakość sieci jak w pomieszczeniach zamkniętych, dlatego warto odsłonić instalację i używać przenośnych punktów dostępowych, takich jak te używane przez górników (przeciwwybuchowe!). Każdy obiekt ma swoją specyfikę, która wymaga własnego rozwiązania.
ludzie
Po stworzeniu infrastruktury, wprowadzeniu do branży niezbędnych urządzeń i skonfigurowaniu wszystkiego od strony technicznej pamiętajcie – są jeszcze ludzie, z którymi trzeba przejść przez trzy etapy, aby produkt mógł zostać wykorzystany.
- Zapoznaj się szczegółowo, pokaż własny przykład.
- Naucz się sam z niego korzystać, a następnie przetestuj, aby zobaczyć, na ile wszyscy wszystko rozumieją.
- Zapewnij przetrwanie produktu.
Tak naprawdę dajesz ludziom coś, czego na pewno wcześniej nie używali. Teraz, jeśli przeniosłeś krewnych z klapek z przyciskiem do nowoczesnych smartfonów, sytuacja wygląda tak samo. Pokaż urządzeniu, gdzie znajduje się kamera wideo, jak dostosować mikrowyświetlacz i gdzie nacisnąć, co przekazać – i tak dalej, i tak dalej.
I tu mamy jedną zasadzkę.
Przychodzisz do ludzi, przynosisz produkt i rozmawiasz o nim. Pracownicy mogą się zgodzić, nie kłócić za bardzo i uczyć się od Ciebie, jak z zainteresowaniem i entuzjazmem korzystać z tego nowego urządzenia. Potrafią nawet szybko zapamiętać wszystko za pierwszym razem. Mogą śpiewająco zdać test znajomości urządzenia i korzystać z niego tak pewnie jak Ty.
A potem okazuje się, że nie określiłeś z góry, który członek ich drużyny będzie nosił te okulary bezpośrednio na korcie. I okazuje się, że zupełnie innych ludzi trzeba szkolić od nowa.
Ale będziesz mieć kilku pracowników, którzy doskonale rozumieją produkt, który nie będzie używany.
Mamy też krótki film pokazujący jak to działa.
Źródło: www.habr.com